D=616129201,8,

z₂₁=14,6 см, z₂₂=335,4 см.

Составив выражение для нагрузок, действующих на этом участке и приравняв к нулю, определим максимальное значение изгибающего момента на этом участке.





-10833,2+37916,2-154,76∙z=0,

z₂=175 см.

Изгибающий момент в этом сечении равен:

М(175)=-10833,2(35+175)+37916,2∙175-154,76∙ =1990600,5 Н∙см.

3. 0≤z₃≤ l₃,

z₁=0, М(0)=0,

z₁=70, М(70)=-154,76∙ =379162 Н∙см.

Построим эпюру изгибающих моментов.



Рисунок 19 – Эпюра изгибающих моментов
Как видно из эпюры наиболее опасное сечение С, в котором М=1990600,5 Н∙см. Определим напряжение изгиба в этом сечении:

(36)

где W_n – момент сопротивления кругового тонкостенного кольца, см³;







Выполним проверку условия прочности:

[σ]_20ºС ≥ σ_{ст max},

196 ≥ 0,966.

Напряжение изгиба в наиболее сечении С не превышает 196 МПа. Таким образом, условие прочности сосуда выполняется.
2.1.7 Определение внутренних напряжений в сосуде
При наличии избыточного давления сосуд может рассматриваться как тонкостенный и рассчитывается по формуле мембранных напряжений.

В сосуде возникают разрывные силы, которые вызывают меридиальные и экваториальные (кольцевые) напряжения. Для безопасной эксплуатации резервуара необходимо выполнение следующих условий:





где - расчетное напряжение в обечайке резервуара, МПа;

---

- расчетное напряжение в стенке днища, МПа.

Меридиальные напряжения определим по формуле:

(37)

где R – внутренний радиус обечайки, см;



Экваториальные напряжения определим по формуле:



Напряжение в стенке днища определим по формуле:

(38)

где D_С – средний диаметр днища при расчетной толщине стенки, см;

φ_Э=1 - коэффициент перенапряжения днища;





Рисунок 20 – Расчетная схема напряжений в резервуаре
Суммарные напряжения, возникающие в корпусе равны:





Расчетное напряжение в корпусе определим по формуле:



.

Выполним проверку условий:





169 ≤ 196 МПа,

195,1 ≤ 196 МПа.

Возникающие напряжения в корпусе резервуара не превышают допускаемых значений, таким образом прочность резервуара от действия избыточного давления обеспечивается.
2.1.8 Проверка устойчивости цилиндрической формы обечайки, работающей под совместным действием наружного давления и изгибающего момента
Обечайки, работающие под совместным действием нагрузок, проверяют на устойчивость по формуле:



где Р_Н = 0,1 МПа – наружное давление расчетное;

[P]_Н – допускаемое наружное давление, МПа;

М – расчетный изгибающий момент в опасном сечении, Н∙см;

[М] – допускаемый изгибающий момент для рабочих условий, Н∙см.

Допускаемое наружное давление:

(39)

где [P]_П – допускаемое давление из условия прочности, МПа;

---

[P]_Е – допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости, МПа;

(40)
где n_y = 2,4 – коэффициент запаса устойчивости для рабочих условиях;

Е – модуль продольной упругости. Для углеродистых и низколегированных сталей Е=1,99∙10⁵ МПа.

(41)



Принимаем B₁ = 1,0.





Допускаемый изгибающий момент следует рассчитывать по формуле

(42)

где [М]_Р – допускаемый изгибающий момент из условия прочности, Н∙см;

[М]_Е – допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости, Н∙см;

(43)

где φ₃ = 1 – коэффициент снижения допускаемого напряжения при работе на устойчивость;

,

, (44)



Допускаемый изгибающий момент:



Выполним проверку условия устойчивости:



0,173 < 1,0.

Условие устойчивости обечайки, работающей под совместным действием наружного давления и изгибающего момента обеспечивается.
2.1.9 Проверка сосуда на усталостную прочность
На резервуар действуют циклические нагрузки от изменения внутреннего давления среды.

До заправки резервуара давление не меньше 0,05 МПа, а после заправки не более 1,6 МПа.

Полный цикл работы – 1,5 рабочих дня.

Исходя из срока службы резервуара - 20 лет, определяем число циклов нагружения N:

(45)

где Ф – количество дней в году (Ф = 365);



Принимаем N =4870.

Так как число циклов за срок службы более 10

---

³, то дальнейшие расчеты ведем на основе ГОСТ 25859-83. «Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках».

Для всех нагруженных элементов сосуда должно выполняться условие:

(46)

где U – коэффициент линейного суммирования повреждений;

N – число циклов нагружения;

[N] – допускаемое число циклов нагружения.

Амплитуду напряжений при нагружении сосуда определяем по формуле:



где ξ = 1 – коэффициент, учитывающий тип сварных соединений;

η = 3 – коэффициент, учитывающий местное напряжение;

∆Р – размах колебания рабочего давления, МПа;

∆Р =P_max – P_min,

∆Р = 1,6 – 0,05 = 1,55 МПа,

[Р] – допускаемое внутреннее избыточное давление, МПа;

∆М – размах колебаний изгибающего момента принимается равным изгибающему моменту в опасном сечении, МПа;

∆М=1990600,5 Н∙см;

[M] – допускаемый изгибающий момент, Н ∙ см;

[M] = 235757588,2 Н ∙ см.

Слагаемое принимаем равным нулю, т.к. отсутствует осевое сжимающее усилие (сосуд стационарный).

∆Т₁, ∆Т_α = 0, так как температура двух соседних точек стенки сосуда одинаковая, а сосуд выполнен из одинаковых материалов с одинаковым коэффициентом линейного расширения, то слагаемое

(47)

принимаем равным нулю.

Амплитуда напряжений при нагружении:



Допускаемое число циклов нагружения:

(48)

где n_N = 10 – коэффициент запаса прочности по числу циклов;

n_σ = 2 – коэффициент запаса прочности по напряжениям;

А = 0,6 ∙ 10⁵ - характеристика материалов);





Выполним проверку условия:





0,329 ≤ 1,0.

Усталостная прочность резервуара обеспечивается.

4 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ПРОИТВОПОЖАРНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
4.1 Техника безопасности на АГСЗ
Автомобильная газозаправочная станция это сложный комплекс технологического оборудования. В соответствии с законом РФ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (1998), АГЗС относится к опасным производственным объектам, в связи с использованием веществ, образующих с воздухом взрывоопасные смеси. Поэтому вопросам ее безопасной эксплуатации необходимо уделить особое внимание. Во-первых, это связано с тем, что, в отличие от многих объектов нефтегазовой отрасли, на территории АГЗС круглосуточно находится не только обслуживающий персонал, но и посторонние лица, подвергающиеся опасности. А, во-вторых, АГЗС №4 располагается на автодороге Уфа-Затон, и авария на объекте может спровоцировать дорожно-транспортные происшествия.

---

Наибольшую опасность представляет использование систем повышенного давления (трубопроводов, резервуаров для хранения сжиженного углеводородного газа), разгерметизация которых может повлечь тяжелые последствия.
4.2 Анализ производственных опасностей и вредностей
4.2.1 Токсичность и вредность действия СУГ на организм человека
На эксплуатируемом объекте основным взрывопожароопасным, вредным и токсичным веществом является сжиженный углеводородный газ (СУГ). В его состав входит пропан, бутан, а также незначительное количество метана, этана, пропилена и бутилена.

Пропан и бутан при атмосферном давлении не обладают токсическим воздействием на организм человека, так как они мало растворяются в крови. Однако, попадая в воздух, они смешиваются с ним и уменьшают содержание кислорода в воздухе. Человек, находящийся в такой атмосфере, испытывает кислородное голодание, а при значительном содержании СУГ в воздухе может погибнуть от удушья. Вдыхание в течение 10 минут воздуха, содержащего 1% пропана или бутана, не вызывает никаких симптомов отравления. Двухминутное вдыхание воздуха с 10% содержанием СУГ вызывает головокружение, возможно потеря сознания. Пропилен и бутилен обладают наркотическими свойствами. Все компоненты СУГ включены в список вредных для организма человека веществ.

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 предельно-допустимая концентрация углеводородов, входящих в состав СУГ, составляет в воздухе рабочей зоны 300 мг/м³, и обладает остронаправленным механизмом действием на человека.

СУГ хранят при отрицательной температуре, поэтому при его контакте с кожным покровом, вследствие ускоренного поглощения тепла жидкостью, возможно обмораживание частей тела и тяжелые травмы глаз.

Пары СУГ бесцветны и не имеют запаха. Это затрудняет обнаружение их в помещениях и колодцах при утечке. Для придания сжиженному газа специфического запаха к нему добавляют сильно пахнущие вещества – одоранты (например, этилмеркаптаны).
4.2.2 Взрыво- и пожароопасность производства
В зависимости от физико-химических свойств, т.е. способности к воспламенению и взрыву, взрывоопасные смеси разделяются по категориям и группам. СУГ при контакте с воздухом образует взрывоопасную смесь категории II А группы Т 1 по классификации ГОСТ 12.1.011-78. II А – категория смеси соответствующая промышленным парам и газам, Т 1 – группа, соответствующая температуре самовоспламенения веществ свыше 450 ºС.

---

Смотрите также файлы

• Малімні имиджі Малімні сырты мдениеті.docx

• Тымуалаушылы жне згергіштік задылытары Таырып олдан срыптау 8 сынып биология Баалау критерийлері.ppt

• Самостоятельная работа по теме Цель занятия приобретение знаний о международном положении России в начале 21 века внешней политики России, формирование умение применять их. Задание Заполните таблицу Внешняя политика России в 21 веке.docx

• Борис Леонидович Пастернак Доктор Живаго.doc

• Правосознание это одна из форм общественного сознания, представляющая собой систему правовых взглядов, теорий, идей, представлений, убеждений, оценок, настроений,.pptx